高倍聚光的Ⅲ-Ⅴ太阳电池发电成本分析

2012-06-27 14:30

　　决定CPV 发电成本的主要因素是：（1）产量规模；（2）聚光倍数；（3）电池效率

　　目前和今后，发展类似LEDs 制造方法制造多结化合物太阳电池，可以使得多结化合物太阳电池的成本大大降低，具有竞争力的CPV 市场需要使用1000 倍或更高倍聚光的Ⅲ-Ⅴ太阳电池，因为市场上Si 太阳电池已经做到几百倍太阳聚光，虽然效率只有25%。用更高倍聚光来抵消Ⅲ-Ⅴ太阳电池生产成本。

　　另一个建议使用1000 倍聚光的原因来源于CPV 实际产业化实验成本分析，以西班牙NFLATCOM 项目为例，2000 年完成的第一阶段实验，接近与完全聚光PV 模块原型制造过程。使用RXI 光学聚光器1000 倍聚光，使用GaAs 单结电池（25%）；使用高效率高倍聚光系统实现了商业光伏系统安装（10MWp）成本为2.8 欧元/Wp，另外，如果加上其他不过预期的成本估算为4.8 欧元/Wp，由此可见，需要使用1000 倍聚光来抵消Ⅲ-Ⅴ太阳电池生产成本。

　　CPV 在产业化实验的第二阶段，取得明显进展，实现了商业光伏系统成本为2.5 欧元/Wp，据估算，工作在1000 倍聚光，效率为30%的多结化合物太阳电池，光伏系统成本为2.5 欧元/Wp，而对于工作在400 倍聚光，效率为38%的多结化合物太阳电池，光伏系统成本为3.0欧元/Wp，对于工作在250 倍聚光，效率为40%的多结化合物太阳电池，光伏系统成本为3.8欧元/Wp，对于工作在1000 倍聚光，效率为26%的多结化合物太阳电池，光伏系统成本为2.8欧元/Wp，下图给出不同聚光条件和不同电池效率的光伏发电成本。

附图1：CPV 系统发电成本与产量规模（上曲线10MWp，下曲线1GWp）、聚光倍数、电池效率的关系。(单位：欧元/Wp)

R. R. King 做的太阳能发电的成本预测（横坐标是电池片的成本，绿线组是不同效率的平板Si 电池，蓝色线组是多结化合物太阳电池，图上公式我翻译成中文的在图下面，粉红色竖线是我画的，对应的是本人估算的目前电池成本。单位：美元/度）